KR20060086502A - Partial discharge method - Google Patents

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KR20060086502A
KR20060086502A KR1020040058140A KR20040058140A KR20060086502A KR 20060086502 A KR20060086502 A KR 20060086502A KR 1020040058140 A KR1020040058140 A KR 1020040058140A KR 20040058140 A KR20040058140 A KR 20040058140A KR 20060086502 A KR20060086502 A KR 20060086502A
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로쿠노헤도시아키
엔도후미히로
야마기와도키오
시노하라료이치
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가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명은 고감도 및 고정밀도로 기기의 열화, 수명, 결함 등을 판별할 수 있는 부분 방전 검출방법을 제공하는 것으로 복수의 특정 주파수에 있어서, 가로축에 고전압의 전압 위상각을 취하고, 각 전압 위상각에 의해 강도를 측정한다. 이때 얻어진 강도를 어느 기간 피크홀드함으로써 얻어진 스펙트럼 분포의 패턴 및 강도로부터 기기의 열화, 수명, 이상의 종류나 정도를 판정한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a partial discharge detection method that can discriminate device degradation, lifespan, defects, etc. with high sensitivity and accuracy, and takes a voltage phase angle of high voltage on the horizontal axis at a plurality of specific frequencies, The strength is measured by The deterioration of the device, the lifetime, and the kind or degree of abnormality are determined from the pattern and intensity of the spectrum distribution obtained by peak-holding the obtained intensity for a certain period.

본 발명에 의하면, 고감도 고정밀도로 부분 방전을 측정할 수 있기 때문에 보다 고정밀도로 기기의 열화, 수명, 결함의 정도 등을 진단할 수 있다. 이 결과, 기기의 절연 신뢰성향상이 도모되는 외에, 기기의 어느 부분을 보수, 교환하면 좋을지 기기를 해체하기 전에 알 수 있기 때문에 유지비 등을 삭감할 수 있다.According to the present invention, since the partial discharge can be measured with high sensitivity and high accuracy, it is possible to diagnose the deterioration of the device, the service life, the degree of defects, and the like with higher accuracy. As a result, it is possible to improve the insulation reliability of the device, and to know which part of the device should be repaired and replaced before dismantling the device, thereby reducing maintenance costs and the like.

Description

부분 방전 검출방법{PARTIAL DISCHARGE METHOD}Partial Discharge Detection Method {PARTIAL DISCHARGE METHOD}

도 1은 본 발명의 부분 방전 검출방법을 이용한 절연 기기 진단 시스템의 구성도,1 is a block diagram of an insulation device diagnostic system using the partial discharge detection method of the present invention,

도 2는 도 1에 나타내는 절연 기기 진단 시스템의 변형예의 구성도,FIG. 2 is a configuration diagram of a modification of the insulation device diagnostic system shown in FIG. 1; FIG.

도 3은 도 1에 나타내는 절연 기기 진단 시스템의 변형예의 구성도,3 is a configuration diagram of a modification of the insulation device diagnostic system illustrated in FIG. 1;

도 4는 도 1에 나타내는 절연 기기 진단 시스템의 변형예의 구성도,4 is a configuration diagram of a modification of the insulation device diagnostic system shown in FIG. 1;

도 5는 본 발명의 부분 방전 검출방법을 이용한 다른 실시예인 절연 기기 진단 시스템의 구성도,5 is a block diagram of an insulation device diagnostic system according to another embodiment using the partial discharge detection method of the present invention;

도 6은 도 5에 나타내는 절연 기기 진단 시스템의 변형예의 구성도,6 is a configuration diagram of a modification of the insulation device diagnostic system illustrated in FIG. 5;

도 7은 본 발명의 부분 방전 검출방법을 이용한 또 다른 실시예인 절연 기기 진단 시스템의 구성도,7 is a configuration diagram of an insulation device diagnostic system according to another embodiment using the partial discharge detection method of the present invention;

도 8은 도 7에 나타내는 절연 기기 진단 시스템의 변형예의 구성도,8 is a configuration diagram of a modification of the insulation device diagnostic system illustrated in FIG. 7;

도 9는 본 발명의 부분 방전 검출방법을 이용한 또 다른 실시예인 절연 기기 진단 시스템의 구성도,9 is a configuration diagram of an insulation device diagnostic system according to another embodiment using the partial discharge detection method of the present invention;

도 10은 본 발명의 다른 실시예인 절연 기기 진단 시스템의 구성도,10 is a block diagram of an insulation device diagnostic system according to another embodiment of the present invention;

도 11은 측정의 원리를 설명하는 도,11 illustrates the principle of measurement;

도 12는 도 10에 나타내는 절연 기기 진단 시스템의 변형예의 구성도,12 is a configuration diagram of a modification of the insulation device diagnostic system illustrated in FIG. 10;

도 13은 본 발명의 본 발명의 부분 방전 검출방법을 이용한 또 다른 실시예인 절연 기기 진단 시스템의 구성도,13 is a block diagram of an insulation device diagnostic system according to another embodiment using the partial discharge detection method of the present invention;

도 14는 본 발명의 다른 실시예인 절연 기기 진단 시스템의 구성도,14 is a block diagram of an insulation device diagnostic system according to another embodiment of the present invention;

도 15는 도 14에 나타내는 절연 기기 진단 시스템의 변형예의 구성도,15 is a configuration diagram of a modification of the insulation device diagnostic system illustrated in FIG. 14;

도 16은 도전성 이물에 의한 부분 방전의 일예를 나타내는 도,16 is a view showing an example of partial discharge by a conductive foreign material;

도 17은 스페이서의 클랙, 박리가 존재하였을 때의 부분 방전 스펙트럼의 예를 나타내는 도,17 is a diagram showing an example of a partial discharge spectrum when there is a crack and peeling of a spacer;

도 18은 기기내의 전자파 측정시의 노이즈 감쇠량을 나타내는 도,18 is a diagram showing the amount of noise attenuation at the time of electromagnetic wave measurement in a device;

도 19는 전압 위상각에 대한 강도 분포와 결함의 종류를 나타내는 도이다. 19 is a diagram showing the intensity distribution and the type of defect with respect to the voltage phase angle.

최근, 전원 설비를 원격지화로 설치할 상황에 있는 것이나, 도시부에 있어서의 전력 공급량이 증대하고 있는 것에 따라 변전 설비를 증강할 필요성이 있기 때문에 절연성 및 소호성이 우수한 SF6가스를 이용하여 단로기, 차단기 등의 변전기기를 밀폐 용기내에 수납 설치하고, 내환경성과 kV?A당 설치 체적을 콤팩트화한 소위, 가스 절연 개폐 기기 또는 변압기 등의 가스 절연 기기가 이미 보급되어 가동하고 있다. 이와 같은 가스 절연 기기는 콤팩트화할 수 있고 접지 탱크의 노출 충전부를 삭제할 수 있는 등의 이점이 있는 반면, 고성능화에 따르는 보수를 위하여 진단의 곤란함, 보수 수복작업 시간의 증대, 내부에 이상이 생긴 경우에 그 절연 신뢰성이 현저하게 저하하는 등의 결점이 있었다. 또 오일 절연을 사용하는 변압기나 고체 절연을 사용하는 케이블에 관해서도 기기의 대형화나 송전 거리의 원거리화에 의하여 마찬가지의 문제가 있었다.In recent years, power supply facilities have been installed in remote locations, and as power supply in urban areas is increasing, there is a need to increase substation facilities. Therefore, SF6 gas having excellent insulation and fire extinguishing characteristics, disconnectors, breakers, etc. The so-called gas insulated switchgear or transformer and gas insulated devices such as transformers, which are housed and installed in an airtight container and compact in environment resistance and installed volume per kV · A, have already been supplied and operated. Such a gas insulated device can be compact and can eliminate the exposed charging part of the ground tank.However, in case of high performance repair, difficulty in diagnosis, increase of repair repair time, and abnormality in the interior are required. There existed a fault, such that the insulation reliability fell remarkably. In addition, a transformer using oil insulation or a cable using solid insulation has the same problem due to the increase in the size of equipment and the long distance of transmission.

이 때문에 종래부터 절연 기기 전체의 절연 신뢰성의 향상을 실현하기 위하여 장치의 적절한 설계, 제작에 각종 노력을 기울여 왔다. 전력 공급 능력의 질의 향상을 일관으로 기기 전체의 신뢰성의 확인 및 감시가 필요하게 되고 각종 검토가 이루어지고 있다.For this reason, various efforts have been made in the proper design and manufacture of the apparatus in order to realize the improvement of the insulation reliability of the whole insulation device. In order to improve the quality of the power supply capability, it is necessary to confirm and monitor the reliability of the whole equipment and various reviews are being made.

예를 들어 절연 신뢰성을 저하시키는 원인의 하나로서 불평등 전계를 들 수 있다. 특히 가스 절연 기기에 사용되는 SF6가스는 평등 전계하에서는 매우 우수한 절연 특성을 나타내나, 불평등 전계하에서는 절연 특성이 극단으로 저하한다. 가스 절연 기기내부의 전계 분포를 흐트리는 요인으로서는 고전압 도체 표면의 손상 등 결함 및 조립시 또는 수송시에 내부로 혼입하는 금속 이물 등을 들 수 있다. 또한 조립 실수에 의한 고전압 도체의 접촉 불량이나 절연 스페이서에 있어서의 보이드 등의 결함도 요인의 하나라고 생각된다. 그리고 이들 결함에 의하여 가스 절연 기기내부에 불평등 전계가 형성되면, 운전 상태에서 부분 방전이 발생하고, 나아가서는 전로 파괴라는 중대 사태에 이를 가능성이 있다. 따라서 전로 파괴에 이르기 전의 부분 방전을 확실하게 검출하고, 전로 파괴를 미연에 방지할 필요가 있다. 이와 같은 배경으로부터 가스 절연 기기뿐만 아니라 모든 절연 기기내부에서 발생하는 부분 방전을 검출하는 방법이 검토되고 있다.For example, one of the causes of lowering the insulation reliability is an inequality electric field. In particular, SF6 gas used in gas insulated devices exhibits very good insulation properties under an equal electric field, but extremely poor insulation properties under an unequal electric field. Examples of factors that disturb the electric field distribution inside the gas insulated device include defects such as damage to the surface of the high voltage conductor, and metal foreign matter mixed into the inside during assembly or transportation. It is also considered that defects such as poor contact of the high voltage conductor due to assembly error and voids in the insulating spacer are also factors. If an inequality electric field is formed inside the gas insulated device due to these defects, there is a possibility that a partial discharge occurs in the operating state, and furthermore, a serious situation such as destruction of the converter may be reached. Therefore, it is necessary to reliably detect the partial discharge before the breakdown of the converter and to prevent the breakdown of the converter beforehand. From this background, a method of detecting partial discharges occurring not only in gas insulated devices but in all insulated devices has been studied.

그중에 일본국 특개평 1-107174호 공보에 기재된 바와 같이 부분 방전에 의 하여 발생하는 전자파를 검출하는 방법이 있다. 이 방법은 일반적으로 절연 기기 내부에 설치된 안테나에 의하여 수신된 많은 고주파 대역 성분을 포함하는 입력 신호를 스펙트럼 애널라이저에 의하여 각 주파수마다의 강도로 전개하고 이 분포 패턴 및 감쇠량으로부터 부분 방전의 유무만을 판별하는 진단 시스템이 있다. 또 일본국 특개평 7-260868호 공보 기재와 같이 스펙트럼 애널라이저에 의하여 전개된 강도 스펙트럼내의 어느 고정된 주파수의 강도로 전압 위상각 등의 주기 파라미터를 가지게 한 스펙트럼의 분포 및 강도로부터 부분 방전의 유무 및 결함의 종류를 판별하는 진단 시스템이 이용되고 있다.Among them, there is a method for detecting electromagnetic waves generated by partial discharge, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 1-107174. This method generally develops an input signal containing many high frequency band components received by an antenna installed inside an insulated device with the intensity of each frequency by a spectrum analyzer and determines only the presence or absence of partial discharge from this distribution pattern and attenuation amount. There is a diagnostic system. Furthermore, as described in JP-A-7-260868, the presence or absence of partial discharge from the distribution and intensity of the spectrum, which has a periodic parameter such as a voltage phase angle at an intensity of a fixed frequency in the intensity spectrum developed by the spectrum analyzer, and Diagnostic systems for determining the type of defects are used.

본 발명의 목적은 기기의 구조나 회로 구성, 부분 방전의 발생 위치가 다른 경우에도 부분 방전을 정확하게 검출할 수 있는 부분 방전 검출방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a partial discharge detection method capable of accurately detecting partial discharges even when the structure, circuit configuration, and location of partial discharges of the device are different.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 부분 방전 검출방법을 이용한 절연 기기 진단 시스템은 절연 기기내에 설치된 안테나와, 상기 안테나로부터의 부분 방전 신호를 입력하여 복수의 특정 주파수로 주기 요소를 가지게 한 검출 데이터를 작성하는 패턴 작성부와, 상기 패턴 작성부에서 작성된 검출데이터를 연산하는 뉴로 컴퓨터 또는 핑거 프린트법의 연산부와, 상기 연산부의 연산 결과로부터 기기 이상의 정도 또는 열화 또는 수명을 진단하는 판정부를 구비한 것을 특징으로 한다. 또 검출하는 복수의 특정 주파수를 특정하기 위하여 검출 신호의 주파수 성분 의 분포를 측정하는 것을 겸용한 것이다. 또 상기 절연 기기가 가스 절연 개폐 장치이고 상기 가스 절연 개폐 장치의 다른 위치에 설치되어 있는 복수의 안테나로부터의 상기 부분 방전 신호의 각각을 동기시켜 측정하고, 상기 검출 데이터의 동일 주파수 간의 스펙트럼 패턴 또는 강도의 비로부터 부분 방전의 발생 위치를 검출하는 것이다. In order to achieve the above object, the insulation device diagnosis system using the partial discharge detection method of the present invention includes an antenna installed in the insulation device and detection data obtained by inputting a partial discharge signal from the antenna to have a periodic element at a plurality of specific frequencies. A pattern creating unit to be prepared, a neuro computer or a finger print method calculating unit for calculating the detection data generated by the pattern producing unit, and a determining unit for diagnosing the degree of device abnormality or degradation or life from the calculation result of the calculating unit. It is done. In addition, in order to specify a plurality of specific frequencies to be detected, the distribution of frequency components of the detection signal is measured. Further, the insulated device is a gas insulated switchgear and is measured in synchronization with each of the partial discharge signals from a plurality of antennas provided at different positions of the gas insulated switchgear, and the spectral pattern or intensity between the same frequencies of the detected data. The occurrence position of partial discharge is detected from the ratio of.

또 본 발명의 부분 방전 검출 방법은 부분 방전 신호를 입력 단자로 입력하고, 이 부분 방전 신호의 복수의 특정 주파수에 있어서 주기 요소를 가지게 한 검출 데이터를 작성하고, 작성된 검출 데이터의 패턴 또는 강도로부터 기기의 이상의 정도 또는 열화 또는 수명을 진단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the partial discharge detection method of the present invention inputs a partial discharge signal to an input terminal, creates detection data having a periodic element at a plurality of specific frequencies of the partial discharge signal, and generates a device from the pattern or intensity of the generated detection data. It is characterized by diagnosing the degree of abnormality or degradation or lifespan.

또 부분 방전 신호를 입력 단자에 의해 입력하고, 이 부분 방전 신호를 FFT 또는 스펙트럼 애널라이저에 의하여 각 주파수를 전개한 강도를 구하여 그 강도가 큰 주파수로부터 복수의 특정 주파수를 선택하는 상기 부분 방전 신호의 각 주파수의 강도를 검출하여 그 강도가 설정치를 초과한 복수의 특정 주파수를 선택하고 또는 복수의 특정 주파수중 강도가 가장 커지는 주파수를 선택하여, 그 선정된 특정 주파수에 있어서의 주기 요소를 가지게 한 검출 데이터를 작성하고, 그 검출 데이터중 적어도 한 개에 관하여 데이터 처리 또는 화면 표시시킴으로써 부분 방전을 검출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the partial discharge signal is inputted through an input terminal, and the partial discharge signal is obtained by using the FFT or spectrum analyzer to obtain the intensity of each frequency, and selecting a plurality of specific frequencies from the frequencies having the high intensity. Detection data in which the intensity of the frequency is detected and a plurality of specific frequencies whose intensity exceeds a set value are selected, or a frequency in which the intensity is greatest among the plurality of specific frequencies is selected to have a periodic element at the selected specific frequency. And partial discharge is detected by performing data processing or screen display on at least one of the detected data.

또 부분 방전 신호를 입력 단자에 의해 입력하고, 이 부분 방전 신호의 복수의 특정 주파수에 주기 요소를 가지게 한 검출 데이터를 작성하고, 주파수가 다른 검출 데이터를 평균화한 평균화 데이터 또는 기지의 데이터를 각각의 검출 데이터 로부터 차분함으로써 또는 다른 위치에 설치된 안테나로부터 검출된 검출 데이터의 강도를 동일 주파수간에서 차분하여 샘플링 데이터를 작성하고, 작성된 샘플링 데이터의 패턴 또는 강도로부터 기기의 이상 정도 또는 열화 또는 수명을 진단하는 것을 특징으로 한다.Moreover, the partial discharge signal is input through an input terminal, detection data which has a periodic element at a plurality of specific frequencies of the partial discharge signal is created, and averaging data or known data obtained by averaging detection data having different frequencies are respectively obtained. By sampling the intensity of the detected data detected by an antenna installed at a different position or by differentiating from the detected data to create sampling data, and diagnosing the degree of abnormality or degradation or life of the device from the pattern or intensity of the created sampling data. It is characterized by.

또 상기 검출 데이터를 뉴로 또는 핑거 프린트법에 의하여 처리함으로써 기기의 이상 정도나 종류 또는 열화 또는 수명을 진단하는 것이다.In addition, the detection data is processed by a neuro or finger print method to diagnose the degree of abnormality, the type, or the deterioration or life of the device.

도 1에 나타내는 바와 같이 본 발명의 부분 방전 검출방법을 이용한 일 실시예의 절연 기기 진단 시스템은 가스 절연기, 변압기, 케이블 등의 절연 기기내에 설치되어 부분 방전으로부터 발생한 전자파를 수신하는 안테나(1)와, 안테나(1)로부터의 신호를 수신하여 그 신호를 증폭하는 증폭기(2)와, 동기 요소 신호를 발생하는 동기 요소 신호 발생기(4)와, 동기 요소 신호 발생기(4)의 신호와 증폭기(2)로 증폭된 신호를 도입하여 특정 주파수에 있어서의 주파수 분석을 행하는 복수의 스펙트럼 애널라이저(3)와, 주파수 분석된 복수의 측정 주파수에 있어서, 동기 요소 신호에 의하여 시간적으로 동기시킨 패턴, 즉 전압 위상각에 대한 특정 주파수의 강도 분포의 패턴을 작성하는 패턴 작성부(5)와, 패턴 작성부(5)에서 작성된 복수 패턴의 비교를 행하는 패턴 비교부(6)와, 패턴 비교부(6)에 의하여 얻어진 결과로부터 판정하는 판정부(7)로 주로 구성되어 있다. 여기서 복수의 특정 주파수는 서로 다른 고정된 주파수로 설정되어 있고, 기기에 미리 모의 펄스 등의 신호를 입력하여 측정함으로써 설정된다. 패턴 작성부(5)에서는 동기 요소로서 정현파형과 주파수 분석된 각 특정 주파수를 중합하여 동기 요소와 스펙트럼 강도를 가미한 패 턴을 작성하고 있다.As shown in FIG. 1, an insulation device diagnosis system according to an embodiment using the partial discharge detection method of the present invention includes an antenna 1 installed in an insulation device such as a gas insulator, a transformer, a cable, and the like to receive electromagnetic waves generated from the partial discharge. An amplifier 2 for receiving a signal from the antenna 1 and amplifying the signal, a synchronous element signal generator 4 for generating a synchronous element signal, a signal for the synchronous element signal generator 4, and an amplifier 2 A pattern, i.e., a voltage phase, that is synchronized in time by a synchronous element signal in a plurality of spectrum analyzers 3, which introduce a signal amplified by < RTI ID = 0.0 > The pattern which compares the pattern creation part 5 which produces the pattern of the intensity distribution of the specific frequency with respect to each, and the multiple pattern created by the pattern creation part 5 Issued to 6, a determining section 7, which is determined from the result obtained by the pattern comparison unit (6) is mainly composed. Here, the plurality of specific frequencies are set to different fixed frequencies, and are set by inputting a signal such as a simulated pulse to the device in advance and measuring them. In the pattern preparation unit 5, a pattern incorporating the synchronous element and the spectral intensity is prepared by polymerizing a sine wave and each specific frequency analyzed by frequency as the synchronous element.

이와 같이 구성하고 있기 때문에 운전시에 시간 요소를 가진 검출 데이터를 시간적으로 동기시켜 작성할 수 있기 때문에 각 주파수에 있어서의 검출 데이터의 패턴을 기초 데이터와 비교함으로써 노이즈와 부분 방전 등의 신호를 식별할 수 있다. 즉 부분 방전에 의하여 발생하는 전자파의 주파수 분포나 크기가 전력 기기의 회로 구성이나 부분 방전의 발생 개소에 의하여 변화하나, 복수의 특정 주파수로 비교하고 있기 때문에 그들 복수의 패턴으로 상관을 얻을 수 있기 때문에 노이즈와 부분 방전 등의 신호를 식별할 수 있다. 또 얻어진 검출 데이터의 강도로부터 절연 파괴까지의 수명 등을 추정할 수 있다.In this way, the detection data having a time element at the time of operation can be synchronized and created in time, so that signals such as noise and partial discharge can be identified by comparing the pattern of the detection data at each frequency with the basic data. have. In other words, the frequency distribution and magnitude of the electromagnetic waves generated by the partial discharge change depending on the circuit configuration of the power device or the generation point of the partial discharge, but since they are compared at a plurality of specific frequencies, the correlation can be obtained by the plurality of patterns. Signals such as noise and partial discharge can be identified. In addition, it is possible to estimate the service life up to dielectric breakdown and the like from the strength of the obtained detection data.

도 2는 도 1에 나타내는 실시예의 변형예를 나타내는 절연 기기 진단 시스템의 구성도이며, 도 2의 예에서는 패턴 비교를 행하는 부분을 뉴로 컴퓨터(8)로 연산하고 있다. 뉴로 컴퓨터는 미리 교사 데이터를 부여하여 둠으로써 미지의 패턴 분포에 대해서도 고정밀도의 판정을 행할 수 있고 진단을 행하는 데 적합하다.FIG. 2 is a configuration diagram of an insulation device diagnostic system showing a modification of the embodiment shown in FIG. 1, and in the example of FIG. 2, a part for performing pattern comparison is calculated by the neuro computer 8. The neurocomputer can prescribe the teacher data in advance, and can accurately determine unknown pattern distribution, and is suitable for diagnosis.

도 3은 도 1에 나타내는 실시예의 변형예를 나타내는 절연 기기 진단 시스템의 구성도이며, 도 3의 예에서는 패턴 비교를 행하는 부분을 핑거 프린트법(이하, FP법이라고도 함)으로 행하고 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이 데이터 베이스를 기억하는 기억부(10)와 기억부(10)와 접속된 FP법의 연산부(9)를 구비하고 있다. 또 이예에서는 도 4에 나타내는 바와 같이 한 개의 안테나(1)에 대하여 한 대의 스펙트럼 애너자이저(3)를 사용한 경우를 나타내고 있다. 동기 요소 신호 발생기(4)의 신호와 제어 장치(11)에 의하여 스펙트럼 애너자이저(3)의 고정된 주파수를 설 정된 시간 간격으로 변화시켜 복수의 특정 주파수로 주파수 분석을 행하는 방법이다. 이 방법은 예를 들어 고정 주파수(f1)의 측정시에는 주파수(f2)의 측정은 행할 수 없기 때문에 시간적으로 변화하는 부분 방전에 있어서는 불확실한 요소를 가지고 있으나, 스펙트럼 애너자이저의 대수를 줄일 수 있어 경제적으로 유리한 면이나 측정 장치를 콤팩트하게 할 수 있는 이점이 있다.FIG. 3 is a configuration diagram of an insulation device diagnostic system showing a modification of the embodiment shown in FIG. 1, and in the example of FIG. 3, a portion for performing pattern comparison is performed by a finger print method (hereinafter also referred to as FP method). As shown in FIG. 3, the memory | storage part 10 which stores a database, and the calculation part 9 of the FP method connected with the memory | storage part 10 are provided. In this example, as shown in Fig. 4, the case where one spectrum analyzer 3 is used for one antenna 1 is shown. A method of performing frequency analysis at a plurality of specific frequencies by changing the fixed frequency of the spectrum analyzer 3 at a predetermined time interval by the signal of the synchronization element signal generator 4 and the control device 11. This method has uncertain factors in the time-varying partial discharge, for example, because the frequency f2 cannot be measured when the fixed frequency f1 is measured, but the number of spectral analyzers can be reduced. Therefore, there is an advantage that the advantageous surface and the measuring device can be made compact.

이 예와 같이 FP법은 뉴로 컴퓨터에서는 필요한 학습을 행할 필요가 없기 때문에 소프트웨어를 조립하는 데 용이하다. 그 반면, 미지의 패턴에 대해서는 판정 정밀도가 뉴로 컴퓨터보다도 뒤떨어진다.As in this example, the FP method is easy to assemble the software because the neural computer does not need to perform necessary learning. On the other hand, for the unknown pattern, the determination accuracy is inferior to that of the neuro computer.

상기와 같이 구성한 본 발명의 부분 방전 검출방법을 이용한 일 실시예의 절연 기기 진단 시스템에서는 고감도로 기기내의 결함의 종류를 판정할 수 있을 뿐만 아니라 고정밀도로 부분 방전의 상황을 검출할 수 있기 때문에 기기의 열화, 수명, 이상의 정도나 종류 등을 보다 고감도 및 고정도로 진단할 수 있다.In the isolated device diagnostic system using the partial discharge detection method of the present invention configured as described above, the type of defects in the device can be determined with high sensitivity, and the state of partial discharge can be detected with high accuracy. , Lifespan, degree and type of abnormality can be diagnosed with higher sensitivity and accuracy.

본 발명의 다른 실시예를 도 5 및 도 6에 의하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 부분 방전 검출방법을 이용한 일 실시예의 절연 기기 진단 시스템의 일부 구성도, 도 6은 도 5의 변형예를 나타내는 절연 기기 진단 시스템의 일부 구성도이다.Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a partial configuration diagram of an insulation device diagnostic system according to an embodiment using the partial discharge detection method of the present invention, and FIG. 6 is a partial configuration diagram of an insulation device diagnostic system illustrating a modification of FIG. 5.

도 5에 나타내는 바와 같이 본 실시예에서는 복수의 특정 주파수에 있어서의 전압 위상각에 대한 강도 분포와 주파수 분포에 의한 스펙트럼 분포를 조합하여 이 양자에 의하여 부분 방전을 검출하고 있다. 즉, 도 1에 나타내는 스펙트럼 애너자이저(3) 외에 동기 요소 신호 발생기(4)의 신호를 스펙트럼 애너자이저(3d)에도 입력하고, 스펙트럼 애너자이저(3d)에 의하여 스펙트럼 분포도 동기하여 측정할 수 있게 구성하고 있다. 이와 같이 구성함으로써 각 특정 주파수에 있어서의 전압 위상각에 대한 강도 분포 외에 스펙트럼 분포도 병행하여 측정할 수 있기 때문에 각 측정 방법의 장점을 아울러 가질 수 있다.As shown in Fig. 5, in the present embodiment, partial discharge is detected by the combination of the intensity distribution with respect to the voltage phase angle at a plurality of specific frequencies and the spectral distribution by the frequency distribution. That is, in addition to the spectrum analyzer 3 shown in FIG. 1, the signal of the synchronization element signal generator 4 is also input to the spectrum analyzer 3d, and the spectrum analyzer 3d is comprised so that a spectral distribution can also be measured synchronously. Doing. By configuring in this way, the spectrum distribution can be measured in addition to the intensity distribution with respect to the voltage phase angle at each specific frequency, and thus the advantages of each measuring method can be obtained.

도 6은 도 5의 변형예이며, 도 4에서 설명한 바와 같이 한 개의 안테나(1)에 대하여 한 대의 스펙트럼 애너자이저(3)를 사용하고, 동기 요소 신호 발생기(4)의 신호와 제어 장치(11)에 의하여 스펙트럼 애너자이저(3)의 고정된 주파수와 스펙트럼 분포를 설정된 시간 간격으로 변화시켜 주파수 분석을 행하도록 구성하고 있다. 이 경우도 도 4의 설명과 동일한 효과를 가진다.FIG. 6 is a variation of FIG. 5, and as described in FIG. 4, the signal and control device 11 of the synchronization element signal generator 4 using one spectrum analyzer 3 for one antenna 1. ), The fixed frequency and the spectral distribution of the spectrum analyzer 3 are changed at set time intervals to perform frequency analysis. This case also has the same effect as the description of FIG. 4.

본 발명의 다른 실시예를 도 7 및 도 8에 의하여 설명한다. 도 7은 데이터의 작성 방법을 설명하는 도, 도 8은 본 발명의 부분 방전 검출방법을 이용한 일 실시예의 절연 기기 진단 시스템의 구성도이다.Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a view for explaining a data creation method, and FIG. 8 is a block diagram of an insulation device diagnostic system according to an embodiment using the partial discharge detection method of the present invention.

도 7에 나타내는 바와 같이 본 실시예에서는 서로 다른 특정 주파수에 관해서 검출 데이터로부터 평균화 데이터 및 샘플링 데이터를 작성한다. 즉 도 7의 좌측에 나타내는 바와 같이 주파수(f1, f2, f3)의 데이터를 가산하여 평균하면, 평균화 데이터가 얻어지고, 예를 들어 주파수(f2)의 데이터로부터 평균화 데이터를 차분함으로써 샘플링 데이터가 얻어진다.As shown in Fig. 7, in this embodiment, averaging data and sampling data are generated from detection data with respect to different specific frequencies. That is, as shown on the left side of FIG. 7, when the data of the frequencies f1, f2, and f3 are added and averaged, averaging data is obtained, for example, sampling data is obtained by subtracting the averaging data from the data of the frequency f2. Lose.

평균화 데이터는 서로 다른 특정 주파수에 대한 검출 데이터의 평균 강도 분포를 구하기 위하여 예를 들어 주파수(3f)에만 노이즈가 존재한 경우, 외견상 노이즈를 작게 한 데이터를 작성할 수 있다. 또 신호의 강도 분포도 평균화되기 때문에 부분 방전의 기초 데이터와의 매칭이 용이해진다. 만약 기초 데이터의 패턴과 의 매칭이 취하기 어려운 경우는 샘플링 데이터를 참조함으로써 주파수에 의해서는 매칭이 좋아지는 경우가 있어 부분 방전의 진단 정밀도를 향상할 수 있다.The averaging data can generate data with apparently low noise when noise is present only at the frequency 3f, for example, to obtain an average intensity distribution of detection data for different specific frequencies. In addition, since the intensity distribution of the signal is also averaged, matching with the basic data of partial discharge becomes easy. If it is difficult to match the pattern of the basic data, the matching may be improved by frequency by referring to the sampling data, thereby improving the diagnostic accuracy of the partial discharge.

도 8은 그 구체적인 구성예이며, 안테나(1)로부터의 신호는 증폭기(2)에 입력되어 증폭되고, 스펙트럼 애너자이저(3)로 도입되도록 접속되어 있다. 스펙트럼 애너자이저(3)에는 동기 요소 신호 발생기(4)와 제어 장치(11)가 접속되어 있고, 또한 스펙트럼 애너자이저(3)의 출력측이 평균화 데이터 작성기(12)와 차분기(14)에 접속되고, 평균화 데이터 작성기(12)와 차분기(14)는 기억 장치(13)와 접속되어있다. 차분기(14)와 뉴로 컴퓨터 등의 패턴 인식 장치(15)에 접속되고, 패턴 인식 장치(15)는 다시 판정부(7)에 접속되어 있다.FIG. 8 is a specific configuration example, and the signal from the antenna 1 is input to the amplifier 2, amplified, and connected to be introduced into the spectrum analyzer 3. A synchronous element signal generator 4 and a control device 11 are connected to the spectrum analyzer 3, and an output side of the spectrum analyzer 3 is connected to an averaging data generator 12 and a difference unit 14. The averaging data creator 12 and the difference unit 14 are connected to the storage device 13. The pattern recognition device 15 is connected to the difference unit 14 and the pattern recognition device 15 such as a neuro computer, and the pattern recognition device 15 is connected to the determination unit 7 again.

이와 같이 구성된 절연 기기 진단 시스템은 제어 장치(11)에 의하여 스펙트럼 애너자이저(3)의 설정을 설정된 시간 간격으로 변화시키고, 그때 측정된 신호를 평균화 데이터 작성기(12)로 입력하여 평균화 데이터를 작성하고, 그 결과를 기억 장치(13)에 기억한다. 다음에 스펙트럼 애너자이저(3)로부터 얻어진 검출 데이터로부터 평균화 데이터를 차분하여 샘플링 데이터를 작성한다. 이 평균화 데이터 및 샘플링 데이터를 뉴로 컴퓨터 등의 패턴인식 장치(15)로 입력하여 처리함으로써 부분 방전을 측정한다.The insulation device diagnostic system configured as described above changes the setting of the spectrum analyzer 3 at a set time interval by the control device 11, inputs the measured signal to the averaging data generator 12 to create averaging data. The result is stored in the memory device 13. Next, the averaging data is differentiated from the detection data obtained from the spectrum analyzer 3, and sampling data is created. The partial discharge is measured by inputting and processing the averaging data and the sampling data into a pattern recognition device 15 such as a neuro computer.

본 발명의 다른 실시예를 도 9에 의하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 부분 방전 검출방법을 이용한 일 실시예의 절연 기기 진단 시스템의 구성도이다.Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9 is a block diagram of an insulation device diagnostic system according to an embodiment using the partial discharge detection method of the present invention.

본 실시예의 절연 기기 진단 시스템은 안테나(1)에 접소된 증폭기(2)와 증폭기(2)에 병렬로 접속된 FFT(16), 스펙트럼 애너자이저(3)와, FFT(16)과 접속되어 스펙트럼 애너자이저(3)와 제어 장치(11)를 개재하여 접속된 차분기(14)와, 스펙트럼 애너자이저(3)에 접속된 뉴로 컴퓨터, FP법 등의 패턴 인식 장치(15)와, 이 패턴 인식 장치(15)에 접속된 판정부(7)로부터 주로 구성되어 있다. 본 실시예에서는 이와 같이 스펙트럼 애너자이저(3)와 FFT(16)의 양쪽을 이용하여 스펙트럼의 강도가 큰 복수의 주파수를 연산 처리 장치에 의하여 선정하여 스펙트럼 애너자이저(3)의 설정을 설정된 시간 간격으로 변경하여 검출 데이터를 작성하고 있다. 이와 같이 함으로써 선택하는 주파수의 폭을 넓게 할 수 있어 설정하는 주파수를 부분 방전의 상황에 맞추어 최적으로 설정할 수 있기 때문에 보다 고감도로 정밀도 좋은 부분 방전 검출을 행할 수 있다.The isolated device diagnostic system of the present embodiment is connected to the amplifier 2 connected to the antenna 1 and the FFT 16 connected in parallel to the amplifier 2, the spectrum analyzer 3, and the FFT 16, and the spectrum The pattern recognition device 15, such as a neurocomputer and an FP method, connected to the spectrum analyzer 14 connected to the difference analyzer 14 connected via the analyzer 3 and the control apparatus 11, and this pattern recognition It is mainly comprised from the determination part 7 connected to the apparatus 15. FIG. In this embodiment, a plurality of frequencies having a large spectrum intensity are selected by the arithmetic processing apparatus using both the spectrum analyzer 3 and the FFT 16 as described above, and the time interval at which the setting of the spectrum analyzer 3 is set is set. The detection data is created by changing to. In this way, the width of the frequency to be selected can be widened, and the frequency to be set can be optimally set in accordance with the situation of partial discharge, so that the partial discharge detection with high sensitivity can be performed with higher sensitivity.

본 발명의 다른 실시예를 도 10내지 도 12에 의하여 설명한다. 도 10은 본 발명의 부분 방전 검출방법을 이용한 일 실시예의 절연 기기 진단 시스템의 구성도, 도 11은 측정의 원리를 설명하는 도, 도 12는 도 10의 변형예를 나타내는 절연 기기 진단 시스템의 구성도이다.Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 12. 10 is a block diagram of an insulation device diagnostic system according to an embodiment using the partial discharge detection method of the present invention, FIG. 11 is a view for explaining the principle of measurement, and FIG. 12 is a configuration of the insulation device diagnosis system showing a modification of FIG. It is also.

본 실시예의 절연 기기 진단 시스템은 도 10에 나타내는 바와 같이 복수의 안테나(1)가 설치되어 있고, 각각의 안테나(1)에 접속된 증폭기(2)를 거쳐 각각 스펙트럼 아날라이저(3)에 접속되어 있다. 각각의 스펙트럼 아날라이저(3)에는 동기 요소 발생기(4)가 접속되어 있고, 이 동기 요소 발생기(4)에 의하여 동기된 전압 위상각에 대한 특정 주파수의 강도 분포의 패턴을 작성하는 패턴작성부(5)가 접속되고, 또한 패턴 작성부(5)에는 연산 처리 장치(9)가 접속되어 있다. 이 연산 처리장치(9)에는 판정부가 접속되어 있다.As shown in FIG. 10, in the isolation device diagnostic system of the present embodiment, a plurality of antennas 1 are provided and connected to the spectrum analyzer 3 via amplifiers 2 connected to the respective antennas 1, respectively. . A synchronization element generator 4 is connected to each of the spectrum analyzers 3, and the pattern generator 5 generates a pattern of intensity distribution of a specific frequency with respect to the voltage phase angle synchronized by the synchronization element generator 4. ) Is connected, and the arithmetic processing unit 9 is connected to the pattern preparation unit 5. The determination unit is connected to this arithmetic processing unit 9.

본 실시예에서는 복수의 안테나(1)를 사용하고, 각 안테나(1)에 있어서의 측정을 동기시키고 있기 때문에 절연 진단부분뿐만 아니라 방전 부분의 위치의 평정을 행할 수 있다. 이것을 도 11을 이용하여 설명한다. 예를 들어 SF6가스속을 전파하는 전자파는 도 11에 나타내는 바와 같이 주파수에 의하여 감쇠량이 다르기 때문에 각 안테나로부터 얻어진 동일 주파수의 검출 데이터의 강도의 비를 구함으로써 부분 방전이 발생하고 있는 위치를 평정할 수 있다. 또 복수의 주파수에 관한 검출 데이터를 이용함으로써 보다 고정밀도로 보다 멀리 있는 부분 방전 위치까지 평정할 수 있다.In the present embodiment, the plurality of antennas 1 are used, and the measurement at each antenna 1 is synchronized, so that not only the insulation diagnostic portion but also the position of the discharge portion can be evaluated. This will be described with reference to FIG. 11. For example, since electromagnetic waves propagating through the SF 6 gas velocity have different attenuation amounts depending on the frequencies as shown in FIG. 11, the position where the partial discharge is generated can be determined by obtaining the ratio of the intensity of the detection data of the same frequency obtained from each antenna. Can be. Further, by using the detection data relating to a plurality of frequencies, it is possible to flatten to a far more partial discharge position with higher precision.

도 12는 도 10에 나타내는 예에서 FP법을 이용하고 또한 부분 방전의 위치 평정을 행하지 않도록 한 경우를 나타내고 있으며, 이와 같이 함으로써 시스템을 간략화할 수 있고, 장치의 비용을 억제할 수 있다.FIG. 12 shows a case where the FP method is used in the example shown in FIG. 10 and the positional evaluation of the partial discharges is not performed. By doing so, the system can be simplified and the cost of the apparatus can be reduced.

본 발명의 다른 실시예를 도 13에 의하여 설명한다. 도13은 본 발명의 부분 방전 검출방법을 이용한 일 실시예의 절연 기기 진단 시스템이며 가스절연 개폐 장치에 적용한 경우를 나타내고 있다.Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Fig. 13 shows a case of the insulation device diagnosis system of one embodiment using the partial discharge detection method of the present invention and applied to the gas insulation switchgear.

본 실시예의 절연기기 진단 시스템은 도 13에 나타내는 바와 같이 가스 절연 개폐 장치내에 설치된 안테나(1)를 증폭기(2)를 개재하여 스펙트럼 아날라이저(3)에 접속하고, 스펙트럼 아날라이저(3)에 접속된 제어 장치(11)에 의하여 스펙트럼 아날라이저(3)의 고정된 주파수와 스펙트럼 분포를 설정된 시간 간격으로 변화시켜 주파수 분석을 행하도록 구성하고 있다. 전압 위상각에 대한 특정 주파수의 강도 분포의 패턴이 패턴 작성부(5)에서 작성되고, 처리 시스템(16)에서 처리된 후, 각 각 데이터 베이스를 기억한 기억부(10a및 10b)와 접속된 뉴로컴퓨터(9a)와 FP법의 연산부(9b)에 입력된다. 한편, 스펙트럼 분포 작성부(5d)에 의하여 작성된 스펙트럼 분포는 판정부인 7a에 입력된다. 뉴로 컴퓨터(9a)와 FP법 연산부(9b)와 판정부(7a)에 출력은 모두 판정부(7b)에 입력된다.In the insulation device diagnostic system of this embodiment, as shown in FIG. 13, the antenna 1 installed in the gas insulated switchgear is connected to the spectrum analyzer 3 via the amplifier 2, and connected to the spectrum analyzer 3. The apparatus 11 is configured to perform frequency analysis by changing the fixed frequency and spectral distribution of the spectrum analyzer 3 at set time intervals. The pattern of the intensity distribution of the specific frequency with respect to the voltage phase angle is created in the pattern creating section 5, processed in the processing system 16, and then connected to the storage sections 10a and 10b storing the respective databases. It is input to the neurocomputer 9a and the calculating part 9b of the FP method. On the other hand, the spectral distribution created by the spectral distribution preparing unit 5d is input to 7a which is a determining unit. The outputs to the neurocomputer 9a, the FP method calculating section 9b, and the determining section 7a are all input to the determining section 7b.

이와 같이 본 실시예에서는 전압 위상각에 대한 특정 주파수의 강도 분포의 패턴이 뉴로 컴퓨터(9a)와 FP법의 연산부(9b)에 의하여 처리한 결과와, 주파수 스펙트럼 분포로부터 판정된 결과를 합하여 판정하고 있기 때문에 보다 고정밀도의 절연 진단을 행할 수 있다. 따라서 신뢰성이 특히 요구되는 주요한 변전소 등에 있어서 유효하다.As described above, in the present embodiment, the pattern of the intensity distribution of the specific frequency with respect to the voltage phase angle is determined by adding the result processed by the neurocomputer 9a and the calculation unit 9b of the FP method and the result determined from the frequency spectrum distribution. As a result, more accurate insulation diagnosis can be performed. Therefore, it is effective in the main substation etc. where reliability is especially required.

본 발명의 다른 실시예를 도 14 및 도 15에 의하여 설명한다. 도 14는 본 발명의 부분 방전 검출방법을 이용한 일 실시예의 절연 기기 진단 시스템의 구성도, 도 15는 그 변형예이다.Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 and 15. 14 is a configuration diagram of an insulation device diagnostic system according to an embodiment using the partial discharge detection method of the present invention, and FIG. 15 is a modified example thereof.

본 실시예의 절연 기기 진단 시스템은 도 14에 나타내는 예와 동일하게 구성되어 있으나, 본 실시예에서는 복수의 특정 주파수를 가변으로 하고 있다. 따라서 다양한 종류의 부분 방전에 대하여 보다 적절한 복수의 특정 주파수를 선정할 수 있는 이점이 있다. 도 16에 나타내는 예에서는 선정한 특정 주파수중에서 예를 들어 검출한 강도와 노이즈와의 차이가 가장 커지는 주파수에 관하여 주기요소를 가지게 한 검출 데이터를 작성하고, 그것을 화면 표시 또는 데이터처리함으로서 부분 방전을 검출할 수 있도록 하고 있다. 이 방법을 이용함으로서 장시간의 부분 방전의 상태를 자동 관측할 때의 검출 데이터수를 줄일 수 있다. 이 때문에 기억 장치 의 용량이 적어짐으로서 메인티넌스의 기간을 연장할 수 있고, 또 비용을 억제할 수 있다.Although the insulation apparatus diagnostic system of this embodiment is comprised similarly to the example shown in FIG. 14, in this embodiment, some specific frequency is made variable. Therefore, there is an advantage that a plurality of more specific frequencies can be selected for various kinds of partial discharges. In the example shown in Fig. 16, the partial discharge can be detected by generating detection data having a periodic element with respect to a frequency at which the difference between the detected intensity and noise is the greatest among the selected specific frequencies, and displaying the screen or processing the data. To make it possible. By using this method, the number of detection data at the time of automatically observing the state of long time partial discharge can be reduced. Therefore, the capacity of the storage device can be reduced, so that the maintenance period can be extended, and the cost can be reduced.

본 발명에 의하면, 복수의 특정 주파수를 선정하여 검출데이터를 작성함으로써 부분 방전의 종류, 발생위치 및 전력 기기의 회로 구성 등에 의하여 변화하는 부분방전에서 발생하는 전자파를 고감도로 검출할 수 있는 데다가 각 주파수간의 스펙트럼 패턴 및 강도로 부터 고정밀도로 부분 방전의 상태를 판정할 수 있다.According to the present invention, by selecting a plurality of specific frequencies and generating detection data, it is possible to detect electromagnetic waves generated at partial discharges varying depending on the type of partial discharge, the generation position, and the circuit configuration of a power device with high sensitivity. The state of the partial discharge can be determined with high accuracy from the spectral pattern and the intensity of the liver.

Claims (2)

FET 또는 스펙트럼 애널라이즈를 이용하여 부분방전을 검출하는 부분방전 검출방법에 있어서,In the partial discharge detection method for detecting partial discharge using FET or spectrum analysis, (a)부분 방전 신호를 수신하는 단계;(a) receiving a partial discharge signal; (b)상기 FET 또는 상기 스펙트럼 애널라이저에 의해 스펙트럼의 강도가 큰 복수의 특정 주파수를 선정하는 단계;(b) selecting a plurality of specific frequencies having a large intensity of the spectrum by the FET or the spectrum analyzer; (c)상기 부분 방전 신호의 각 주파수 강도를 검출하고 상기 주파수 강도를 미리 설정된 기준강도와 비교하여 상기 주파수 강도가 상기 기준강도를 초과하는 특정 초과주파수를 선정하는 단계;(c) detecting each frequency intensity of the partial discharge signal and comparing the frequency intensity with a preset reference intensity to select a specific excess frequency at which the frequency intensity exceeds the reference intensity; (d) (b)단계에서 선정된 상기 특정 주파수와 (c)단계에서 선정된 상기 특정 초과주파수 중에서 주파수 강도가 가장 큰 최고주파수를 선정하는 단계;(d) selecting the highest frequency having the largest frequency intensity among the specific frequency selected in step (b) and the specific excess frequency selected in step (c); (e)상기 최고주파수에서 주파수를 분석하여 주파수 분석 결과를 얻고 상기 주파수 분석 결과를 상기 동기 요소 신호에 의해 시간적으로 동기시킨 패턴으로 검출 데이터를 작성하는 단계;(e) analyzing the frequency at the highest frequency to obtain a frequency analysis result and generating detection data in a pattern in which the frequency analysis result is synchronized with the synchronization element signal in time; (f) 상기 검출데이터 중 적어도 한 개에 관하여 데이터 처리 또는 화면 표시시킴으로써 부분 방전을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부분 방전 검출방법.and (f) detecting the partial discharge by performing data processing or screen display on at least one of the detection data. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 검출 데이터를 데이터 처리 또는 화면 표시시킴으로써 부분 방전을 검출하는 것을 특징으로 하는 부분 방전 검출방법.The partial discharge detection method is characterized by detecting partial discharge by performing data processing or screen display of the detection data.
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